No autorizada por el autor a ser publicada a texto completo / El objetivo general del presente trabajo de título es evaluar la implementación de un sistema de aislamiento sísmico en una estructura de pilotes de acero-tablero de hormigón de un muelle transparente típico para transferencia de carga de contenedores. El estudio se focaliza en el caso de los sitios 3, 2 y 1 del Puerto de Valparaíso. Inicialmente, se evalúa un aumento en seguridad sísmica y operativa del terminal post-sismo de gran magnitud, para luego evaluar la factibilidad de operar, tanto grúas de mayor rendimiento para naves Post-Panamax., así como grúas de menor certificación sísmica, más económicas y disponibles en el mercado. En el comercio marítimo, la seguridad y confiabilidad de mantener operativo los terminales portuarios post sismo de gran magnitud, surge como una necesidad en lo que significa reducir el endeudamiento en primas y seguros, por parte de las empresas portuarias para enfrentar estos desastres eventuales. Por otro lado, los principales países proveedores de equipos industriales en el mundo, poseen una línea de fabricación cuya demanda esta orientada principalmente a países de baja actividad sísmica. La demanda internacional de equipos certificados para operar en zonas sísmicas altas es menor, por lo que adquirir equipamiento de este tipo, implica diseñar y construir, por parte de los proveedores, fuera de su línea de producción masiva, hecho que resulta en mayores costos y plazos de entrega. En el estudio se modeló la estructura de muelle transparente con dos grúas ZPMC Post-Panamax, de forma convencional y con aislamiento sísmico. Se determinó la estructuración adecuada en planta de aisladores sísmicos y se diseño el sistema de aislamiento de acuerdo a la norma Nch2745; se verificó el diseño de forma lineal y no-lineal. Se realizó un estudio de costos directos e indirectos para determinar el porcentaje de incidencia en el proyecto total. Como resultado se obtuvo un sistema de aislamiento hibrido compuesto por aisladores elastoméricos y con pilotes verticales. Se logró una disminución de aceleraciones sísmicas horizontales de un 80% en el muelle y de un 90% en las grúas. El aislamiento sísmico posibilita la instalación de equipamiento estándar en zonas sísmicas altas y tiene una baja incidencia en la inversión, logrando un aumento considerable de la seguridad sísmica portuaria, para un sismo de gran magnitud. Se concluye que es técnica y económicamente factible disponer de aislamiento sísmico en estructuras de muelle transparente, y que la alternativa desarrollada es una solución para el diseño sísmico en Chile en infraestructura portuaria.

Ingeniero Civil / El presente trabajo consiste en la modelación no lineal y tridimensional en el software comercial CSI Perform-3D, de un edificio habitacional de hormigón armado ubicado en Iquique, el cual fue instrumentado en junio del 2014. Se contaba para este edificio con un modelo 3D en desarrollo, que mostraba acoplamiento de muros mediante los diafragmas. Se realiza el refinamiento de dicho modelo, y con él se estudia el comportamiento sísmico de sistemas de muros acoplados frente a registros de aceleraciones con diferentes niveles de amplificación, con énfasis en la distribución de las cargas laterales sobre ellos. Posteriormente, se desarrolla un modelo bidimensional para el estudio de un muro particular del edificio, en una sola dirección. Utilizando los modelos 2D y 3D, se analiza el impacto de la modelación no lineal en los resultados, el efecto de las cargas de acople en la posición de la resultante de carga lateral en los muros, las diferencias entre los modelos tridimensional y bidimensional, y el efecto de amplificar la demanda sísmica en el análisis. En el modelo bidimensional se estudian además los límites elásticos del muro escogido, y se hace un análisis de esfuerzos y deformaciones post-fluencia. Se observa, entre otros resultados, que la posición de la resultante de carga lateral se ubica bajo el valor esperado de dos tercios de la altura del muro, y que las fuerzas axiales en los elementos de acople son las que más incidencia tienen en esa distribución. Al descontar su efecto, la posición de la resultante sube más de un 20\% en los casos estudiados. Por otra parte, el modelo 2D, si bien reproduce el fenómeno estudiado, también presenta un nivel de acoplamiento bajo y un nivel de daño considerablemente inferior al del modelo completo. Al amplificar la solicitación sísmica se observa una baja de la posición de la resultante de carga lateral, debido a la mayor incidencia de modos superiores y al incremento del nivel de acoplamiento. Finalmente, se observa que luego de la fluencia en la base del edificio, se produce también la fluencia de pisos superiores, donde usualmente ya no se encuentra detallamiento de bordes. En base a lo estudiado, se proponen algunas recomendaciones. No es aconsejable utilizar modelos de fibras que no consideren la altura completa de los muros. En cuanto a análisis bidimensional, un modelo 2D puede reproducir correctamente ciertos fenómenos, pero en algunos casos no es posible omitir el componente tridimensional pues determina el comportamiento del muro.

En el presente trabajo se desarrolló el análisis y diseño de un edificio multifamiliar de concreto armado de siete pisos. El proyecto es un complejo habitacional que está ubicado en el distrito de Surquillo, sobre un terreno con un área de 270.97 m2 y cuya capacidad portante es de 4 kg/m2. El sistema estructural consiste en placas, columnas y vigas de concreto armado. El sistema de techado usado consta de losas aligeradas con viguetas típicas y losas macizas. Finalmente, la cimentación consta de zapatas aisladas y zapatas combinadas. Los criterios de predimensionamientos de los elementos estructurales contribuyeron a obtener adecuadas deflexiones en las vigas. Las placas se predimensionaron de tal manera que tome el 80% de la fuerza cortante sísmica de diseño del análisis estático. Los pórticos de concreto armado se predimensionaron de tal manera que su deriva no sea mayor al 7‰ exigido por la norma E.030. Se estructuró el edificio basándome en los diversos criterios de estructuración vigentes. La estructuración tuvo como fin que la estructura tenga una estructura simple, pero con una adecuada rigidez en ambas direcciones. Para el diseño por cortante de vigas y columnas fueron cubiertos por los criterios mínimos que exige la norma E.060 de Concreto Armado. Para el caso de placas en la mayoría cumple con la cuantía mínima de acero que exige la norma E.030. Para el análisis dinámico y estático del edificio se desarrolló un modelo tridimensional en el programa ETABS, este análisis sirvió para analizar el edificio por cargas de gravedad y por cargas de sismo. Para la modelación del edificio se utilizó diafragmas rígidos con 3 grados de libertad para representar la losa, se utilizaron los comandos frame para modelar las columnas y vigas, wall para modelar las placas y membrane para losas. El análisis dinámico nos muestra que el edificio tendrá derivas máximas de 0.003 en la dirección X y de 0.007 en la dirección Y. Por lo tanto, el edificio cumple con las exigencias de la norma E.060 la cual menciona que la deriva máxima permisible es de 0.007. Para el cálculo de las cargas por gravedad se realizó un metrado de cargas en cada elemento según las especificaciones que nos da la norma E.020. El diseño por flexión y por cortante de los elementos estructurales se realizaron siguiendo las pautas de la norma E.060. Con el fin de asegurar el buen funcionamiento de estos elementos tanto ante solicitaciones de gravedad como ante solicitaciones sísmicas. Se realizó el diseño de los elementos estructurales de la losa aligerada y maciza, cumpliendo con las normativas exigidas por la norma E.060. Finalmente, la cimentación se diseñó utilizando zapatas aisladas, zapatas conectadas y zapatas combinadas y siguiendo las pautas de la norma E.060.

El trabajo de tesis desarrolla el análisis y diseño estructural de un edificio de siete pisos destinado para viviendas. Ubicado en el distrito de Lince, departamento de Lima, ocupa un terreno cuya área es de aproximadamente 1140 m2 cimentado sobre grava típica de la ciudad de Lima cuyo esfuerzo admisible es de 4 kg/cm2 a una profundidad de 1.50 metros. En el exterior del primer piso del edificio se encuentran los estacionamientos vehiculares, cada departamento cuenta con un espacio propio. En el interior, cada piso contará con cuatro departamentos que compartirán los servicios del ascensor, escaleras y pasadizos. El sistema estructural del edificio está compuesto por placas o muros de corte combinados con pórticos de vigas y columnas de concreto armado. El sistema de techado está compuesto de losas unidireccionales, cuya carga será repartida hacia los elementos de apoyo mediante viguetas aligeradas convencionales, y de losas macizas. El sistema de cimentación está conformado por zapatas de concreto armado. Para realizar el análisis y diseño de la estructura se emplea la normativa establecida en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) vigente. En primer lugar, se realiza la estructuración de los elementos siguiendo los lineamientos del plano de arquitectura para luego predimensionarlos de tal manera que todo el edificio se asemeje a un modelo que demuestre un buen comportamiento ante diversas solicitaciones de cargas, controlando el congestionamiento de acero. Seguidamente, se realiza el análisis sísmico de la estructura a partir de un modelo tridimensional apoyado en el software de análisis ETABS 2016 bajo cargas de gravedad y sísmicas. Finalmente, se comprueba que las derivas de entrepiso sean menores a los máximos permitidos por la norma sismorresistente para un edificio de concreto armado, se calcula y proyecta en planos el diseño de todos los elementos de concreto armado de la estructura como parte de los objetivos del presente trabajo.

El proyecto es un edificio de 07 pisos de uso de vivienda multifamiliar diseñado para dos tipos de suelos, los suelos tienen una capacidad admisible de 4 kg/cm2 y 2nkg/cm2. El terreno se ubica en una esquina, con geometría rectangular de 686.76 m2, con 29.10 m de fachada y 23.60 m de fondo. Como ambos edificios comparten una misma arquitectura, esta consta de 32 departamentos distribuidos de la siguiente manera, 02 se ubican en el primer piso, 05 en los siguientes pisos del segundo al séptimo: además tiene 15 estacionamientos de visita distribuidos en el primer piso y en una playa de estacionamiento el resto de estacionamientos correspondiente al de los propietarios, ubicado al costado del terreno. El sistema estructural, de ambos edificios, lo conforman columnas, placas y vigas. La cimentación se diseñó con zapatas aisladas, conectadas y combinadas, estas se encuentran a un nivel de fondo de -1.50m desde el nivel de primer piso. El diseño de la estructura se realizó con las normas del “Reglamento Nacional de Edificaciones” (RNE). El análisis sísmico se realizó siguiendo los requisitos especificados en la Norma E.030, con modelos sísmicos de los edificios los cuales fueron modelados en Etabs. Además, se obtuvo todas las cargas sísmicas para cada elemento estructural. El diseño de concreto armado se realizó siguiendo lo mencionado en la Norma E.060 del RNE. A partir del diseño se pudo realizar una comparación del peso y volumen de concreto para cada tipo de edificio.

Desde los inicios de la humanidad, gran parte de la población mundial, en distintas regiones, han sufrido las pérdidas de vidas y daños a sus propiedades debido a los terremotos. Es por esto que los ingenieros, a lo largo de los años, han venido desarrollando varios diseños y tecnologías de construcción para intentar mitigar los efectos de los terremotos en edificios, puentes y contenidos potencialmente vulnerables. El aislamiento, sísmico, es, un dispositivo relativamente reciente que salvaguarda las estructuras, frente a consecuencia destructivas, de un sismo, aislando la estructura, de la superficie y de esa manera, impidiendo que los movimientos sísmicos se transmitan a la misma. Para lograr, esta separación se utilizan dispositivos llamados aisladores, que; por estar colocados me manera eficiente debajo de las columnas de la superestructura, pueden cumplir un rol significativo durante la acción de un sismo. En particular, los aisladores con, corazón de plomo, (LRB), se fabrican de caucho de bajo amortiguamiento y capas intercaladas de acero, y en el corazón un núcleo de plomo. Este núcleo de plomo, permite aumentar su rigidez inicial y aumentar la cantidad de disipación de energía a través del incremento, del amortiguamiento, del aislador entre 25, y 30%. Esta tesis pretende investigar acerca de la obtención de las propiedades mecánicas del aislador LRB a partir de su dimensionamiento interno para su posterior testeo y fabricación. Asimismo, se generará una plantilla de cálculo que facilitará la obtención de las propiedades del aislador en base a las dimensiones propuestas. Como resultado se espera aportar conocimiento que pueda servir de ayuda para que en un futuro se puedan fabricar este tipo de aisladores en el país y no depender de patentes extranjeras. Entonces, se concluye que el aislamiento sísmico acrecienta el, periodo y el amortiguamiento, de la estructura, lo cual se interpreta en una disminución de la demanda sísmica del terremoto hacia la estructura. Pese a ello, se puede afirmar que la mejor opción para utilizar este sistema es sobre estructuras rígidas situadas en suelos también rígidos, lo cual puede aplicarse en la ciudad de Lima debido a su edafología.

El presente estudio busca realizar un análisis comparativo de comportamiento y costos entre un sistema con aislación y disipación sísmica para una edificación de 4 niveles, en la ciudad de Chiclayo. Se utilizaron disipadores de fluido viscoso y aisladores de núcleo de plomo para cada uno de los sistemas estructurales evaluando su desempeño estructural frente a un evento sísmico severo; también se realizará un análisis económico a largo plazo que tendrá en cuenta el costo directo del proyecto y los costos por reparaciones, calculado mediante una curva de vulnerabilidad, que pueda sufrir la estructura luego de un sismo. En el sistema con disipadores se logró reducir hasta un 40% las derivas en la dirección X y un 35% en la dirección Y, además de acuerdo al análisis económico a largo plazo se concluyó que se tiene un ahorro del 4% respecto al costo del proyecto con un sistema estructural convencional. En el sistema con aisladores se logró reducir hasta un 91% las derivas en la dirección X y un 90% en la dirección Y, además de acuerdo al análisis económico a largo plazo se concluyó que se tiene un ahorro del 20% respecto al costo del proyecto con un sistema estructural convencional.

La utilización de distintos materiales en las estructuras requiere de un análisis en función a sus características mecánicas. Las estructuras tensadas son una alternativa sofisticada para cubrir espacios de grandes áreas, su análisis y diseño no es común hoy en día y debe ser estudiado previendo fallas. El material bambú, ingresado recientemente a la normativa peruana, es una solución ecológica y armoniosa con el ambiente, solicita en su diseño, muy similar a la madera, tener en cuenta características naturales del material. El beneficio del uso del bambú es el liviano peso que posee, su uso es aplicable a elementos estructurales tales como vigas, columnas y en armaduras para cubiertas. Por ser un material relativamente nuevo, su diseño se basa en el método de esfuerzos admisibles (ASD). También existen en el proyecto estructuras de concreto armado y acero, ambos ya estudiados en cuanto a su análisis y diseño a nivel internacional. Se utiliza el método del diseño por factores de carga y resistencia (LRFD). El uso de estos materiales está presente en el coliseo, el auditorio, losas deportivas y en otras estructuras adicionales que permiten el correcto funcionamiento y brindan serviciabilidad para los propósitos del proyecto.

Según la hipótesis de Charles S. Whitney, los esfuerzos a flexión soportados por el concreto, solo serán efectivos en el extremo superior de la viga, ya que el extremo inferior se considera agrietado. Se diseñaron tres edificaciones con vigas de sección convencional, vigas de sección hueca rectangular y vigas huecas circulares; para lograr las vigas de sección hueca se ha empleado materiales que servirán como encofrado perdido, estos materiales son: Poliestireno Expandido (EPS) y tubos de PVC, respectivamente. La presente tesis tuvo como objetivo general determinar la influencia del empleo de vigas de concreto de sección hueca en edificios que se desarrollan en la provincia de Chiclayo. De acuerdo a los resultados obtenidos, el empleo de vigas huecas rectangulares (V.HR) mejora el comportamiento sísmico de las estructuras de manera más eficaz que las vigas de sección hueca circular (V.HC), y estas a su vez tienen mejor comportamiento comparadas con las vigas de sección llena (V.LL). Las vigas huecas disminuyen tanto en peso sísmico, desplazamientos laterales, fuerzas sísmicas y contaminación ambiental; sin embargo, económicamente implicarán un aumento en la especialidad de estructuras de 1.08% para vigas huecas rectangulares (V.HR) y 1.91% para vigas huecas circulares (V.HC). En donde la variación de precios corresponde principalmente al empleo de encofrados perdidos. Además, se observó que el núcleo interior de vigas de concreto no contribuye substancialmente a la resistencia a la torsión de la pieza después de producido el agrietamiento.

El proyecto tiene como objetivo el análisis y diseño estructural del estadio municipal “Julio Bravo” del distrito de Puerto Eten, proponiendo cubiertas de tensoestructuras de madera laminada para las cubiertas de las tribunas, para disminuir los riesgos de corrosión del material, ocasionados por su cercanía del proyecto al mar. A su vez, da a conocer la escasez de infraestructura deportiva que tiene el distrito antes mencionado. Esta falta de infraestructuras deportivas ocasiona en la población un déficit en su desarrollo integral, adoptando malos estilos de vida ligados al alcoholismo y drogadicción. La construcción del estadio municipal busca crear bienestar social en la población, permitiendo disminuir el índice de delincuencia y drogadicción, así como también generará ingresos económicos al distrito, mejorando el comercio interno del mismo.